Centrale nucleare. Centralele nucleare din Ucraina. Centrale nucleare din Rusia

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Nevoile moderne de energie ale omenirii cresc într-un ritm gigantic. Consumul acestuia pentru iluminatul orașelor, pentru nevoi industriale și de altă natură ale economiei naționale este în creștere. În consecință, din ce în ce mai multă funingine de la arderea cărbunelui și păcurului este emisă în atmosferă, iar efectul de seră crește. În plus, în ultimii ani s-a vorbit tot mai mult despre introducerea vehiculelor electrice, care vor contribui și la creșterea consumului de energie electrică.

Din păcate, CHE ecologice nu sunt capabile să acopere astfel de nevoi gigantice, iar o creștere suplimentară a numărului de centrale termice și centrale termice pur și simplu nu este recomandabilă. Ce să faci în acest caz? Și nu există prea multe din care să alegeți: centralele nucleare, dacă sunt operate corespunzător, sunt o modalitate excelentă de ieșire din impasul energetic.

În ciuda a ceea ce s-a întâmplat la Cernobîl, chiarConștienți de eșecurile recente ale japonezilor, oamenii de știință din întreaga lume recunosc că atomul pașnic este singura soluție la criza energetică care se apropie astăzi. Sursele alternative de energie promovate pe scară largă nu oferă nici măcar o sutime din cantitatea de energie electrică de care are nevoie lumea în fiecare zi.

De altfel, nici explozia centralei nucleare de la Cernobîl nu a provocat nici măcar o sută din daunele aduse mediului, ceea ce se remarcă chiar și cu o singură catastrofă pe o platformă petrolieră. Incidentul BP este o confirmare clară a acestui lucru.

Principiul de funcționare a unui reactor nuclear

Sursa de căldură sunt elementele de combustibil - TTEL. De fapt, acestea sunt tuburi din aliaj de zirconiu, care este ușor supus degenerării chiar și în zona de fisiune activă a atomilor. În interior sunt plasate tablete de dioxid de uraniu sau granule dintr-un aliaj de uraniu și molibden. În interiorul reactorului, aceste tuburi sunt asamblate în ansambluri, fiecare dintre ele conţinând 18 elemente de combustibil.

În total, pot fi aproape două mii de ansambluri, iar acestea sunt plasate în canale în interiorul zidăriei de grafit. Căldura degajată este colectată prin intermediul unui lichid de răcire, iar în centralele nucleare moderne există două circuite de circulație. În al doilea dintre ele, apa nu interacționează în niciun fel cu miezul reactorului, ceea ce crește semnificativ siguranța structurii în ansamblu. Reactorul în sine este amplasat într-un puț și o capsulă specială este creată pentru zidăria de grafit din același aliaj de zirconiu (30 mm grosime).

Toata structura se sprijina pe o baza extrem de masiva din beton de mare rezistenta, sub care se afla piscina. Servește la răcirea nuclearuluicombustibil în caz de accident.

Principiul de funcționare este simplu: elementele de combustibil sunt încălzite, căldura de la acestea este transferată la lichidul de răcire primar (sodiu lichid, deuteriu), după care energia este transferată în circuitul secundar, în interiorul căruia circulă apa sub presiune enormă. Fierbe imediat, iar aburul învârte turbinele generatoarelor. După aceea, aburul intră în dispozitivele de condensare, se transformă din nou în stare lichidă, după care este din nou trimis în circuitul secundar.

Istoria creației

În a doua jumătate a anilor 1940, în URSS au fost depuse toate eforturile pentru a crea proiecte care implică utilizarea pașnică a energiei atomice. Celebrul academician Kurchatov, vorbind la o ședință regulată a Comitetului Central al PCUS, a înaintat o propunere de utilizare a energiei atomice pentru a genera energie electrică, de care țara, recuperându-se dintr-un război teribil, avea mare nevoie..

În 1950 a început construcția unei centrale nucleare (prima din lume, de altfel), care a fost pusă în satul Obninskoye, din regiunea Kaluga. Patru ani mai târziu, această stație, care avea o capacitate de 5 MW, a fost lansată cu succes. Unicitatea evenimentului constă și în faptul că țara noastră a devenit primul stat din lume care a reușit să folosească eficient atomul exclusiv în scopuri pașnice.

Continuați munca

Deja în 1958, au început lucrările la proiectarea centralei nucleare din Siberia. Capacitatea de proiectare a crescut imediat de 20 de ori, ridicându-se la 100 MW. Dar unicitatea situației nu este nici măcar în aceasta. La predarea stației, revenirea ei a fost de 600 MW. Oameni de știință în doar un cupluani au reușit să îmbunătățească atât de mult proiectul și, destul de recent, o astfel de performanță părea complet imposibilă.

Cu toate acestea, centralele nucleare din întinderile Uniunii au crescut atunci nu mai rău decât ciupercile. Deci, la câțiva ani după centrala nucleară din Siberia, a fost lansată centrala nucleară Beloyarsk. Curând a fost construită o stație în Voronezh. În 1976, a fost pusă în funcțiune centrala nucleară Kursk, ale cărei reactoare au fost serios modernizate în 2004.

În general, centralele nucleare au fost construite într-o manieră planificată pe tot parcursul perioadei postbelice. Numai dezastrul de la Cernobîl ar putea încetini acest proces.

Cum au fost lucrurile în străinătate

Nu trebuie să presupunem că astfel de dezvoltări au fost realizate exclusiv în țara noastră. Britanicii erau conștienți de cât de importante puteau fi centralele nucleare și, prin urmare, au lucrat activ în această direcție. Așa că, deja în 1952, au lansat propriul proiect de dezvoltare și construcție de centrale nucleare. Patru ani mai târziu, orașul Calder Hall a devenit primul oraș nuclear englez cu propria sa centrală electrică de 46 MW. În 1955, o centrală nucleară a fost pusă în funcțiune în mod solemn în orașul american Shippingport. Puterea sa a fost egală cu 60 MW. De atunci, centralele nucleare și-au început marșul triumfal în jurul lumii.

Amenințări la adresa atomului pașnic

Prima euforie de la îmblânzirea atomului a fost în curând înlocuită de anxietate și frică. Desigur, centrala nucleară de la Cernobîl a fost cel mai grav dezastru, dar au existat centralele Mayak, accidente cu reactoare nucleare din submarine nucleare, precum și alte incidente, despre care multe probabil nu vom ști niciodată. Consecințele acestor accidentei-a obligat pe oameni să se gândească la ridicarea nivelului de cultură în utilizarea energiei atomice. În plus, omenirea și-a dat seama încă o dată că nu pot rezista forțelor elementare ale naturii.

Mulți luminari ai științei mondiale au discutat de multă vreme cum să facă centralele nucleare mai sigure. La Moscova, în 1989, a fost convocată o adunare mondială, pe baza rezultatelor întâlnirii, s-au tras concluzii cu privire la necesitatea de a înăspri radical controlul asupra energiei nucleare.

Astăzi, comunitățile globale monitorizează îndeaproape modul în care sunt respectate toate aceste acorduri. Cu toate acestea, nici o cantitate de observație și control nu poate salva de la dezastre naturale sau de prostia banală. Acest lucru a fost confirmat din nou de accidentul de la Fukushima-1, în urma căruia sute de milioane de tone de apă radioactivă s-au vărsat în Oceanul Pacific. În general, Japonia, în care centrala nucleară este singurul mijloc de a asigura nevoile gigantice ale industriei și ale populației cu energie electrică, nu a abandonat programul de construcție a centralei nucleare.

Clasificare

Toate centralele nucleare pot fi clasificate în funcție de tipul de energie produsă, precum și după modelul reactorului lor. Se ia în considerare și gradul de siguranță, tipul de construcție, precum și alți parametri importanți.

Așa sunt clasificate în funcție de tipul de energie produsă:

• Centrale nucleare. Singura energie pe care o generează este electricitatea.
• Centrale nucleare termice. Pe lângă electricitate, aceste instalații generează și căldură, ceea ce le face deosebit de valoroase pentru implementarea în orașele din nord. Acolo, exploatarea unei centrale nuclearepermite reducerea drastică a dependenței regiunii de aprovizionarea cu combustibil din alte regiuni.

Combustibil utilizat și alte caracteristici

Cele mai frecvente sunt reactoarele nucleare care folosesc uraniu îmbogățit drept combustibil. Lichidul de răcire este apă ușoară. Astfel de reactoare se numesc reactoare cu apă ușoară și există două tipuri de ele. În primul caz, în miezul reactorului se formează aburul care este folosit pentru rotirea turbinelor.

Pentru formarea aburului în al doilea caz, se folosește un sistem de radiator, datorită căruia apa nu intră în miez. Apropo, dezvoltarea acestui sistem a început deja în anii 50 ai secolului trecut, iar evoluțiile militare americane au servit drept bază pentru acesta. Cam în aceeași perioadă, URSS a dezvoltat un reactor de primul tip, dar cu un sistem de moderare, în rolul căruia s-au folosit tije de grafit.

Așa a apărut reactorul răcit cu gaz, care este folosit de multe centrale nucleare din Rusia. Accelerarea rapidă a construcției de stații ale acestui model special s-a datorat faptului că reactoarele au produs plutoniu de calitate pentru arme ca produs secundar. În plus, chiar și uraniul natural obișnuit, ale cărui zăcăminte în țara noastră sunt foarte mari, este potrivit ca combustibil pentru acest soi.

Un alt tip de reactor destul de răspândit în lume este modelul cu apă grea alimentat cu uraniu natural. La început, astfel de modele au fost create de aproape toate țările care au avut acces la reactoare nucleare, darastăzi, doar Canada se numără printre exploatatorii lor, în măruntaiele cărora se află cele mai bogate zăcăminte de uraniu natural.

Cum au fost îmbunătățite reactoarele?

În primul rând, oțelul obișnuit a fost folosit pentru fabricarea de plăci de bare de combustibil și canale de circulație. La acel moment, nu se știa încă despre aliajele de zirconiu, care sunt mult mai potrivite pentru astfel de scopuri. Reactorul a fost răcit cu apă furnizată sub presiune de 10 atmosfere.

Aburul degajat în același timp a avut o temperatură de 280 de grade. Toate canalele în care erau amplasate tijele de combustibil au fost făcute detașabile, deoarece trebuiau înlocuite relativ des. Faptul este că în zona de activitate a combustibilului nuclear, materialele sunt destul de repede supuse deformării și distrugerii. De fapt, elementele structurale din miez sunt proiectate pentru 30 de ani, dar în astfel de cazuri, optimismul este inacceptabil.

Tije de combustibil

În acest caz, oamenii de știință au decis să folosească o variantă cu răcire tubulară unilaterală. Acest design reduce dramatic șansele ca produsele de fisiune să intre în circuitul de schimb de căldură chiar și în cazul deteriorării elementului de combustibil. Același combustibil nuclear este un aliaj de uraniu și molibden. Această soluție a făcut posibilă crearea de echipamente relativ ieftine și fiabile, care pot funcționa stabil chiar și la temperaturi semnificativ ridicate.

Cernobîl

Oricât de ciudat ar părea, dar infamul Cernobîl, a cărui centrală nucleară a devenit un simbol al dezastrelor provocate de om din secolul trecut, a fost un adevărat triumf al științei. La acea vreme, în construcția și proiectarea sa erau folosite cele mai avansate tehnologii. Numai puterea reactorului a ajuns la 3200 MW. Combustibilul era și el nou: dioxidul de uraniu natural îmbogățit a fost folosit pentru prima dată la centrala nucleară de la Cernobîl. O tonă de astfel de combustibil conține doar 20 de kilograme de uraniu-235. În total, în reactor au fost încărcate 180 de tone de dioxid de uraniu. Încă nu se știe exact cine și în ce scop a decis să efectueze un experiment la stație care a contrazis toate regulile de siguranță imaginabile.

Centrale nucleare din Rusia

Dacă nu ar fi dezastrul de la Cernobîl, la noi (cel mai probabil) ar continua programul pentru cea mai amplă și mai răspândită construcție de centrale nucleare. În orice caz, aceasta a fost abordarea planificată în URSS.

În general, imediat după Cernobîl, multe programe au început să fie reduse masiv, ceea ce a dus imediat la o creștere a prețurilor pentru multe tipuri de transportatori de căldură „prietenoase cu mediul”. În multe zone, aceștia au fost nevoiți să se întoarcă la construcția de centrale termice, care (inclusiv) funcționează chiar pe cărbune, continuând să polueze monstruos atmosfera marilor orașe.

La mijlocul anilor 2000, guvernul și-a dat seama totuși de necesitatea dezvoltării programului nuclear, deoarece fără el ar fi pur și simplu imposibil să furnizeze multor regiuni ale țării noastre cantitatea necesară de energie.

Câte centrale nucleare avem astăzi în țara noastră? Doar zece. Da, toate acestea sunt centrale nucleare rusești. Dar chiar și acest număr generează mai mult de 16% din energia care este consumatăcetățenii noștri. Capacitatea tuturor celor 33 de unități de putere care funcționează ca parte a acestor centrale nucleare este de 25,2 GW. Aproape 37% din necesarul de energie electrică din regiunile noastre nordice sunt acoperite de centrale nucleare.

Una dintre cele mai faimoase este centrala nucleară de la Leningrad, construită în 1973. În prezent, se desfășoară construcția intensivă a celei de-a doua etape, care va permite creșterea capacității de producție (4 mii MW) de cel puțin două ori.

CNP din Ucraina

Uniunea Sovietică a făcut multe, inclusiv pentru dezvoltarea energiei în republicile unionale. Astfel, Lituania a primit la un moment dat nu numai o infrastructură excelentă și o mulțime de întreprinderi industriale, ci și CNE Ignalina, care până în 2005 a fost un adevărat „Pui marcat”, oferind aproape întregii regiuni b altice ieftine (și propriile sale!) Energie.

Dar principalul cadou a fost făcut Ucrainei, care a primit patru centrale deodată. CNE Zaporozhye este, în general, cea mai puternică din Europa, furnizând 6 GW de energie simultan. În general, centralele nucleare ale Ucrainei îi oferă acesteia posibilitatea de a se asigura independent cu energie electrică, cu care Lituania nu se mai poate lăuda.

Acum funcționează aceleași patru stații: Zaporojie, Rivne, Sud-Ucraineană și Khmelnitsky. Contrar credinței populare, al treilea bloc al centralei nucleare de la Cernobîl a continuat să funcționeze până în anul 2000, aprovizionând regulat regiunea cu energie electrică. În prezent, 46% din toată energia electrică ucraineană este produsă de centralele nucleare ucrainene.

Ambițiile politice ciudate ale autorităților din țară au dus la faptul că în 2011 a fosts-a luat decizia de a înlocui elementele de combustibil rusești cu cele americane. Experimentul a eșuat complet și aproape 200 de milioane de dolari au fost cauzate daune industriei ucrainene.

Perspective

Astăzi, beneficiile atomului pașnic sunt din nou amintite în întreaga lume. Un întreg oraș poate fi alimentat cu energie dintr-o centrală nucleară mică și primitivă, care consumă aproximativ 2 tone de combustibil pe an. Cât gaz sau cărbune va trebui ars în aceeași perioadă? Așadar, perspectivele pentru tehnologie sunt uriașe: tipurile tradiționale de energie cresc în mod constant ca preț, iar numărul lor este în scădere.